3 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanaman Jagung Jagung merupakan

II. TINJAUAN PUSTAKA
A.
Tanaman Jagung
Jagung merupakan kebutuhan yang cukup penting bagi kehidupan manusia
dan merupakan komoditi tanaman pangan kedua setelah padi. Akhir-akhir ini
tanaman jagung semakin meningkat penggunaannya, sebab hampir seluruh bagian
tanaman dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan seperti bahan dasar
atau bahan olahan untuk minyak goreng, tepung maizena, ethanol, dextrin, aseton,
gliserol, perekat, tekstil dan asam organik bahan bakar nabati, sayuran dan bahan
kertas serta pembuatan pupuk kompos dan kayu bakar (Barus et al. 2013)
Tanaman jagung merupakan keluarga gramineae, seperti kebanyakan jenis
rumput-rumputan. Tetapi jagung yang termasuk genus zea ini hanya memiliki satu
spesies tunggal. Tanaman jagung cocok ditanam
di indonesia karena cocok
dengan kondisi tanah dan ilkimnya yang sesuai. Di samping itu tanaman jagung
tidak banyak menuntut persyaratan tumbuh yang banyak serta pemeliharaanyapun
lebih mudah, maka wajar jika banyak petani yang mengusahakan lahannya untuk
menanam tanaman jagung (Aak 2010).
Secara umum jagung mempunyai pola pertumbuhan yang sama, namun
interval waktu antar tahap pertumbuhan dan jumlah daun yang berkembang dapat
berbeda. Pertumbuhan jagung dapat dikelompokkan ke dalam tiga tahap yaitu (1)
fase perkecambahan, saat proses imbibisi air yang ditandai dengan pembengkakan
biji sampai dengan sebelum munculnya daun pertama; (2) fase pertumbuhan
vegetatif, yaitu fase mulai munculnya daun pertama yang terbuka sempurna
sampai tasseling dan sebelum keluarnya bunga betina (silking), fase ini
diidentifiksi dengan jumlah daun yang terbentuk; dan (3) fase reproduktif, yaitu
fase pertumbuhan setelah silking sampai masak fisiologis (Subekti et al. 2007)
Kebutuhan hara pada tanaman jagung antara lain : Sedikit N, P, dan K
diserap tanaman pada pertumbuhan fase 2, dan serapan hara sangat cepat terjadi
selama fase vegetatif dan pengisian biji. Unsur N dan P terus-menerus diserap
tanaman sampai mendekati matang, sedangkan K terutama diperlukan saat silking.
Sebagian besar N dan P dibawa ke titik tumbuh, batang, daun, dan bunga jantan,
lalu dialihkan ke biji. Sebanyak 2/3-3/4 unsur K tertinggal di batang. Dengan
3
4
demikian, N dan P terangkut dari tanah melalui biji saat panen, tetapi K tidak.
(Syafruddin et al. 2007)
Syarat tanah yang ideal yang di kehendaki tanaman jagung, diantara pH
5,6-7,5, dan berdrainase baik. Jenis tanah yang dapat ditanami jagung antara lain
andosol (berasal dari gunung berapi), latosol, grumusol, dan tanah berpasir. Tanah
dengan tekstur lempung/liat (latosol) berdebu merupakan tanah terbaik untuk
pertumbuhan tanaman jagung. Namun tanah dengan tekstur berat (grumusol)
masih dapat ditanami jagung dengan hasil yang baik, asalkan pengelolaan
tanahnya tepat. Kemiringan tanah yang optimum untuk tanaman jagung
maksimum 8% karena kemungkinan terjadi erosi sangat kecil (Purnomo, Heni
2007).
Keadaan iklim di daerah yang akan dijadikan lahan untuk bertanam
tanaman jagung memiliki curah hujan 100-200 mm/bulan dengan penyerapan
merata, intensitas sinar 100%, teperatur 130C -380 C. Suhu optimum 240C-300C.
Tinggi tempat 0-1.300 mdpl dan tipe iklim A-E oldeman (Sudadi, Widada 2001).
Budiadaya tanaman jagung memiliki banyak keuntungan antara lain dari segi
pengelolaanya, tanaman jagung tidak memerlukan perawatan yang intensif dan
dapat ditanam hampir disemua jenis tanah. Resiko kegagalan tanaman jagung
sangat kecil dibandingkan dengan budidaya tanaman palawija lainya (Purwono,
Rudi 2005).
B.
Alfisol
Tanah alfisol banyak ditemukan di daerah amerika timur laut, Kanada
tenggara, dan eropa barat laut. Iklim yang menguntungkan dan tanah dengan
kesuburan serta sifat fisika yang agak baik menjadikan tanah alfisol salah satu
ordo tanah yang paling produktif untuk pertanian (Foth 1994). Alfisols adalah
tanah yang mengalami pelapukan intensif dan perkembangan lanjut, sehingga
terjadi perlindian unsur basa, bahan organik, dan silika. Dengan meninggalkan
senyawa seskuioksida dengan sisanya yang berwarna merah (Suryono et al. 2012)
Alfisol di daerah Malang Selatan banyak di kelola untuk pertanian lahan
kering dengan tanaman budidaya dominan berupa palawija seperti ubi kayu,
jagung dan kacang-kacangan (Prasetyo et al. 2014). Tanah alfisol dicirikan oleh
5
horizon elluviasi dan illuviasi yang jelas. Jenis tanah alfisol memiliki lapisan
solum tanah yang cukup tebal yaitu antara 90- 200 cm, tetapi batas antara horizon
tidak begitu jelas. Warna tanah coklat sampai merah, tekstur tanah klei dengan
struktur gumpal bersudut (Nurcahyani et al. 2014)
Pada tanah Alfisol Jumantono memiliki rata-rata pH sebesar 5,79. pH
tanah menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan
dengan nilai pH. Pada pengukuran bahan organik di tanah Alfisol sebesar 1,303 %
yang menunjukkan bahwa bahan organik pada tanah Alfisol sangat rendah.
Kandungan bahan organik yang rendah mempengaruhi KTK pada tanah yang
diketahui sebesar 20,60 me%. Sebab bahan organik dalam tanah berfungsi sebagai
penyedia sebagian besar daya tukar kation terutama pada tanah-tanah masam.
Tanah Alfisol Jumantono memiliki kandungan N total sebesar 0,173 % dan K
tertukar sebesar 0,153 me% (Syarif 2013).
Tanah alfisol ini kurang subur karena memiliki pH masam dan K, P dan
KTK yang rendah megindikasikan kesuburan tanah yang rendah (Minardi 2002) ,
Wijanarko et al. (2007) menambahkan bahwa tanah alfisol mengandung Ca-dd
dan Mg-dd yang juga berstatus sedang hingga tinggi, konsentrasi Fe dan Zn
tinggi,Status C-organik umumnya rendah yaitu < 2%. Alfisol memiliki ciri
penting: (a) perpindahan dan akumulasi liat di horison B membentuk horison
argilik pada kedalaman 23-74 cm, (b) kemampuan memasok kation basa sedang
hingga tinggi yang memberikan bukti hanya terjadi pelindian/pencucian sedang,
(c) tersedianya air cukup untuk pertumbuhan tanaman selama tiga bulan atau lebih
(Soil Survei Staff 1975 Cit. Widjanarko et al. 2007)
C.
Pupuk organik
Pupuk organik adalah pupuk yang berasal dari sisa-sisa tanaman, hewan
atau manusia seperti pupuk kandang, pupuk hijau, dan kompos baik yang
berbentuk cair maupun padat. Pupuk organik bersifat bulky dengan kandungan
hara makro dan mikro rendah sehingga perlu diberikan dalam jumlah banyak.
Manfaat utama pupuk organik adalah dapat memperbaiki kesuburan kimia, fisik
dan biologis tanah, selain sebagai sumber hara bagi tanaman (Setyorini 2005).
Pupuk organik ditandai dengan ciri: 1) nitrogen terdapat dalam persenyawaan
6
organik sehinga mudah diserap tanaman 2) tidak meninggalkan sisa asam
anorganik di dalam tanah 3) mempunyai kadar persenyawaan C organik yang
tinggi misal hidratang (Murbandono 2010).
Keunggulan pupuk organik adalah tersedianya hara bagi tanaman, baik
hara makro maupun mikro yang relatif lengkap dibanding pupuk anorganik.
Keuntungan lain adalah dapat meningkatkan kesuburan tanah, menambah unsur
hara mikro tanah, menggemburkan tanah, memperbaiki kemasaman tanah,
memperbaiki
porositas
tanah,
meningkatkan
kemampuan
tanah
dalam
menyediakan oksigen bagi perakaran (Asgnat 2013). Selain itu Penambahan
bahan organik ke dalam tanah dapat berfungsi sebagai sumber energi bagi
makhluk hidup di dalam tanah. Perbaikan sifat biologi tanah terjadi karena
meningkatnya populasi dan keragaman biota tanah. Selain itu penambahan bahan
organik dapat merangsang pertumbuhan tanaman karena mengandung auksin,
vitamin, dan asam organik. Selain itu penambahan bahan organik dapat
memperbaiki sifat kimia tanah, seperti kapasitas tukar kation, pH tanah, dan
kandungan mineral dalam tanah (Wahyono et al. 2011).
Kuantitas dan kualitas input bahan organik akan berpengaruh pada
kandungan bahan organik tanah. Substrat oganik degan C/N rasio sempit (<25)
menyebabkan dekomposisi berjalan cepat, sebaliknya pada bahan dengan C/N
lebar (>25) maka mendorong imobilisasi, pembentukan humus, akumulasi bahan
organik, dan peningkatan struktur tanah. Input bahan yang mengandung lignin dan
polyfenol akan menghambat dekomposisi (Supriyadi 2008). Peran bahan organik
terhadap ketersediaan hara dalam tanah tidak terlepas dengan proses mineralisasi
yang merupakan tahap akhir dari proses perombakan bahan organik. Dalam
proses mineralisasi akan dilepas mineral-mineral hara tanaman dengan lengkap
(N, P, K, Ca, Mg dan S,serta hara mikro) dalam jumlah tidak tentu dan relatif
kecil. Hara N, P dan S merupakan hara yang relatif lebih banyak untuk dilepas
dan dapat digunakan tanaman. Bahan organik sumber nitrogen (protein)pertamatama akan mengalami peruraian menjadi asam-asam amino yang dikenal dengan
proses aminisasi, yang selanjutnya oleh sejumlah besar mikrobia heterotrofik
7
mengurai menjadi amonium yang dikenal sebagai proses amonifikasi (Agusni,
Halus 2012).
Pupuk organik pada umumnya dapat memperbaiki sifat fisika dan kimia
tanah, meningkatkan nutrisi bagi tanaman, pertumbuhan yang lebih baik pada fase
vegetatif, dan meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil tanaman (Aisha et al.
2014). Menurut Mulyani et al. (2013) Perbaikan sifat fisika tanah yang dapat
terjadi dari penambahan bahan organik adalah: (a) mengurangi laju perkolasi, dan
(b) meringankan pengolahan tanah. Pupuk organik mampu meningkatkan kondisi
daerah perakaran (struktur, kelembaban dan lain-lain) dan juga pertumbuhan
tanaman yang didorong dengan peningkatan populasi mikroorganisme (Shaheen
et al. 2007 Cit. Mofunanya et al. 2014).
Pupuk kandang sapi merupakan pupuk padat yang banyak mengandung air
dan lendir. Bagi pupuk padat yang keadaanya demikian bila terpengaruh oleh
udara maka cepat akan terjadi pergerakan-pergerakan sehingga keadaanya
menjadi keras., selanjutnya air tanah dan udara yang akan melapukkan pupuk itu
menjadi sukar menembus/merembes ke dalamnya. Dalam keadaan demikian peran
jasad renik untuk mengubah bahan-bahan yang terkandung dalam pupuk menjadi
zat hara yang tersedia dalam tanah untuk mencukupi keperluan pertumbuahan
tanaman mengalami hambatan , perubahan berlangsung secara perlahan-lahan.
Pada perubahan-perubahan ini kurang sekali terbentuk panas. Keadaan demikian
mencirikan bahwa pupuk sapi adalah pupuk dingin (Sutedjo 2010). Pupuk
kandang sapi mengandung C-organik sebesar
38,38% sehingga mampu
meningkatkan kandungan bahan organik dalam media tanam (Nurlaeny et al.
2012)
D.
Abu vulkanik Gunung Kelud
Dalam abad XX tercatat telah lima kali letusan magmatik gunung kelud
(1731 m) yaitu pada tahun 1901, 1919,1951,1966, dan 1990. Kajian atas
proses,tipe dan produk letusan gunung kelud pada tanggal 10 Februari 1990
memberikan kejalasan karakteristik letusan gunung api ini, yaitu bertipe St.
Vincent dengan tinggi tiang asap letusan mencapailebih dari 10 km dan
8
memuntahkan 150-200 juta m3 dalam waktu yang relatif singkat (kurang dari 10
jam) (Pratomo 2006).
Erupsi Gunung Kelud secara umum mempunyai sifat eksplosif. Erupsi
terjadi dengan tanda yang minim, tidak terjadi erupsi dari kecil kemudian
membesar, tetapi terjadi erupsi sangat singkat dan langsung membesar. Sifat
erupsi tersebut disebabkan oleh besarnya kandungan gas dan kentalnya magma,
namun sifat erupsi ini berubah dari sifat eksplosif menjadi efusif pada aktivitas
bulan November 2007 dengan membentuk kubah lava yang memenuhi danau
kawah (Humaida et al. 2011). Perubahan kawah menjadi kubah tersebut
mengakibatkan letusan yang lebih besar pada tahun 2014. Pada Februari 2014,
letusan Gunung Kelud bersifat eksplosif dengan lontaran batu dan kerikil hingga
radius 8 km serta mengarah ke utara. Jumlah material yang dikeluarkan ± 150jt m³
(Syiko et al. 2014)
Pada waktu meletus, abu vulkanik mengandung silica mineral dan
bebatuan, denga unsur paling umum adalah sulfat, klorida, natrium, kalsium, dan
Mg serta fluoride. Jika unsur-unsur itu dalam bentuk oksida seperti SiO2, Al2O3,
Fe203, CaO, MgO, K2O, NaO2 dan SO2 terkena hujan maka akan berubah menjadi
hidroksida. Pada kondisi pH lingkungan yang umum di jumpai pada tanah, maka
hidroksida alkali dan alkain akan larut dengan menyisakan hidrosida besi,
aluminium dan silikat. Kehilangan unsur alkalin akan menyebabkan turunnya
tingkat hara pada material vulkanik tersebut bagi tanaman (Rahayu et al. 2014)
Abu vulkanik yang ada di dalam tanah dalam jumlah besar berbentuk
gelas vulkanik dan mineral-mineral yang tak berstrukur yang kaya akan
aluminium (Al) dan besi (Fe) yang diproduksi selama proses pelapukan (Wada
1989 Cit.Nanko et al. 2014). Kelarutan Al yang masih tinggi dalam media tanam
dapat menghambat perkembangan jaringan, pemanjangan akar dan pembelahan
sel-sel akar sehingga menghambat pertumbuhan dan selanjutnya berpengaruh
terhadap bobot kering pupus tanaman. Demikian juga dengan unsur Fe yang
merupakan hara mikro esensial, diperlukan oleh tanaman hanya dalam jumlah
sedikit. Selain dapat mengikat unsur P, bila konsentrasi Fe di dalam media tanam
berlebih, maka Fe dapat menjadi racun bagi tanaman. Akibatnya, daya serap
9
perakaran tanaman menurun sehingga kebutuhan hara tanaman tidak terpenuhi,
pertumbuhan menjadi terhambat dan akhirnya berpengaruh terhadap bobot kering
pupus tanaman (Nurlaeny, Simarmata 2014)
Menurut Zuarida (1999), abu vulkanik Gunung Kelud Jawa Timur
mengandung 45,9% SiO2 dan mineral yang dominan adalah plagioklas
intermedier. Abu vulkanik Gunung Kelud dapat meningkatkan pH tanah,
meningkatkan tinggi tanaman, berat kering tanaman dan akar jagung. Semakin
halus abu vulkan semakin efektif terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Abu
vulkanik punya pH yang rendah hal ini menyebabkan kondensasi mineral asam
yang kuat (terutama H2SO4 dan HCl). Asam kuat yang melapisi permukaan
menyebabkan material abu yang mengendap menjadi rusak , hal ini berpotensi
membawa racun seperti Cr dan ini memudahkanya lepas ke lingkungan (Cronin
2014)
Penambahan abu vulkanik dalam jangka pendek berpengaruh negatif
Kesuburan tanah karena kandungan mineral abu mungkin tidak tersedia untuk
diambil tanaman sehingga perlu dibantu dengan pemupukan untuk memelihara
kesuburan tanah. Dalam jangka panjang, penambahan abu vulkanik merupakan
penambah hara dan cadangan mineral. Dengan berjalannya waktu, pelapukan
mineral-mineral menjadi sumber penambah kation dan anion yang kemudian
dapat dimanfaatkan tanaman (Rostaman et al. 2011)
Debu dan pasir vulkanik, yang masih segar, akan melapisi permukaan
tanah sehingga tanah mengalami proses peremajaan (rejuvinate soils). Debu yang
menutupi lapisan atas tanah lambat laun akan melapuk dan dimulai
proses
pembentukan (genesis) tanah yang baru. Debu vulkanik yang terdekomposisi di
atas permukaan tanah mengalami pelapukan kimiawi dengan bantuan air dan
asam-asam organik yang terdapat di dalam tanah. Akan tetapi, proses pelapukan
ini memakan waktu yang sangat lama yang dapat mencapai ribuan bahkan jutaan
tahun bila terjadi secara alami di alam (Fiantis 2006). Adanya residu bahan
organik yang bersumber dari sisa-sisa pupuk kandang sapi serta gulma yang
dibenamkan dan akar tanaman jagung di dalam kombinasi media tanam akan
meningkatkan kadar air serta kapasitas pegang air di dalam media tanam tersebut,
10
sehingga proses pelapukan abu vulkanik dapat dipercepat dan melepaskan unsurunsur hara (Damayanti et al. 2014).
Pelapukan material piroklastik (Abu vulkanik) merupakan proses
geokimia yang penting untuk menyediakan unsur hara bagi pertumbuhan
tanaman. Proses pelapukan dipengaruhi keadaan iklim, yaitu suhu, tekanan, dan
kelembaban, serta komposisi mineral. Proses pelapukan dapat dipercepat dengan
menambahkan bahan organik dan akar tanaman (Kusumarini et al. 2014). Hasil
pelapukan lanjut dari debu vulkanik mengakibatkan terjadinya penambahan kadar
kation-kation (Ca, Mg, K dan Na) di dalam tanah hampir 50% dari keadaan
sebelumnya (Fiantis 2006). Hasil pelapukan abu vulkanik lainnya antara lain
alofan dan silikat. Permukaan alofan memiliki sifat –sifat seperti pertukaran
kation dan anion, jerapan senyawa organik dan anorganik, dan kemasaman berasal
dari gugus fungsional silanol (Si-OH) dan aluminol (Al-OH dan ALOH2; -OH dan
–OH2) berkoordinat tunggal/monodental) yang dapat dipengaruhi ataupun bahanbahan lainnya (Sukmawati 2011)
E.
Magnesium
Magnesium tanah berasal dari mineral kelam seperti biotit, garam seperti
MgSO4 atau kapur CaMg(CO3)2 atau dolomit. Magnesium diserap oleh tanaman
dalam bentuk Mg++ (Soewandita 2008). Serapan Mg oleh tanaman di pengaruhi
oleh (a) kadar Mg dalam tanah (b) tingkat kejenuhan Mg (c) sifat dan kadar ion
lain dalam kompleks jerapan (d) tipe kadar lempung (Afandie, Nasih 2002).
Magnesium akan menjadi bebas ketika bahan induknya mengalami pemupukan .
Keadaan ini dapat menyebabkan (a) magnesium hilang bersama air perkolasi, (b)
magnesium diserap oleh tanaman atau organisme hidup lainnya, (c) diadsorbsi
oleh partikel liat dan (d) diendapkan menjadi mineral sekunder. Ketersediaan
magnesium bagi tanaman akan berkurang pada tanah-tanah yang mempunyai
kemasaman tinggi (Tampubolon 2014). Magnesium merupakan unsur yang
mudah tercuci besarnya laju pencucian dipengaruhi oleh jumlah magnesium
dalam mineral tanah, laju pelapukan, intensitas pelindihan dan penyerapan oleh
tanaman. Kadar Mg total di dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara
lain bahan organik, rabuk, mineral Mg, Kapur, Pupuk (Ariyanti et al. 2010).
11
Magnesium merupakan unsur yang tidak tergantikan (essensial) untuk
pertumbuhan dan perkembangbiakan tanaman. Mempunyai peran penting dalam
tanaman termasuk sebagai co-factor enzim utuk peroksida (POX), enzim untuk
ketahanan tanaman, Rubisco (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase),
dan enzim utama dalam fotosintesis (Hawskesford et al. 2012 Cit. Martins et al.
2015). Magnesium merupakan unsur utama dalam pembentukan hijau daun dan
pembentukan jaringan tunas/meristem , membantu penyebaran fosfor ke seluruh
organ (Tedjaswarana,Wuryaningsih 2009) , oleh karena itu kekurangan Mg yang
tersedia bagi tanaman akan menimbulkan gejala-gejala yang tampak pada bagian
daun ,terutama pada daun-daun tua. Klorosis tampak di antara tulang-tulang daun,
sedangkan tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian diantara tulang
daun itu secara teratur berubah menjadi kuning dengan bercak-bercak merah
kecoklatan. Daun-daun ini akan mudah tebakar oleh teriknya sinar matahari
karena tidak mempunyai lapisan lilin, karena itu banyak berubah menjadi coklat
tua /kehitaman dan mengkerut (Sutejo, Kartasapoetra 1990)